JP3550978B2 - Control device for electric power steering device - Google Patents

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steering
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electric power
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秀明 川田
修司 遠藤
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特にモータ駆動系の故障を確実に検出してモータの駆動を停止させるようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。
【0003】
図7は一般的な電動パワーステアリング装置の構成を示しており、操向ハンドル1の軸2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント4a及び4b、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイロッド6に結合されている。軸2には、操向ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ10が設けられており、操向ハンドル1の操舵力を補助するモータ20がクラッチ21、減速ギア3を介して軸2に結合されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット30には、バッテリ14からイグニションキー11を経て電力が供給され、コントロールユニット30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルクTと車速センサ12で検出された車速Vとに基いてアシスト指令の操舵補助指令値Iの演算を行ない、演算された操舵補助指令値Iに基いてモータ20に供給する電流を制御する。クラッチ21はコントロールユニット30でON/OFF制御され、通常の動作状態ではON(結合)されている。そして、コントロールユニット30によりパワーステアリング装置が故障と判断された時、及びイグニションキー11によりバッテリ14の電源がOFFとなっている時に、クラッチ21はOFF(切離)される。
【0004】
コントロールユニット30は主としてCPUで構成されるが、そのCPU内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図8のようになる。例えば位相補償器31は独立したハードウェアとしての位相補償器を示すものではなく、CPUで実行される位相補償機能を示している。尚、コントロールユニット30をCPUで構成せず、各機能要素を独立のハードウェアで構成することも可能である。
【0005】
ここで、コントロールユニット30の一般的な機能及び動作を説明する。トルクセンサ10で検出されて入力される操舵トルクTは、操舵系の安定性を高めるために位相補償器31で位相補償され、位相補償された操舵トルクTAが操舵補助指令値演算器32に入力される。又、車速センサ12で検出された車速Vも操舵補助指令値演算器32に入力される。操舵補助指令値演算器32は、入力された操舵トルクTA及び車速Vに基いてモータ20に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Iを決定し、操舵補助指令値演算器32にはメモリ33が付設されている。メモリ33は車速Vをパラメータとして操舵トルクに対応する操舵補助指令値Iを格納しており、操舵補助指令値演算器32による操舵補助指令値Iの演算に使用される。操舵補助指令値(モータ電流指令値)Iは減算器30Aに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償器34に入力され、減算器30Aの偏差(I−i)は比例演算器35に入力され、その比例出力は加算器30Bに入力されると共にフィードバック系の特性を改善するための積分演算器36に入力される。微分補償器34及び積分補償器36の出力も加算器30Bに加算入力され、加算器30Bでの加算結果である電流制御値Eが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路37に入力される。モータ20のモータ電流検出値iはモータ電流検出回路38で検出され、モータ電流検出値iは減算器30Aに入力されてフィードバックされる。
【0006】
モータ駆動回路37の構成例を図9に示して説明すると、モータ駆動回路37は加算器30Bからの電流制御値Eに基いて電界効果トランジスタ(FET)FET1〜FET4の各ゲートを駆動するFETゲート駆動回路371、FET1〜FET4で成るHブリッジ回路、FET1及びFET2のハイサイド側を駆動する昇圧電源372等で構成されている。FET1及びFET2は、電流制御値Eに基いて決定されるデューティ比D1のPWM(パルス幅変調)信号によってON/OFFされ、実際にモータに流れる電流Irの大きさが制御される。FET3及びFET4は、デューティ比D1の小さい領域では所定1次関数式(a,bを定数としてD2=a・D1+b)で定義されるデューティ比D2のPWM信号で駆動され、デューティ比D1の大きい領域ではPWM信号の符号により決定されるモータの回転方向に応じてON/OFFされる。例えばFET3が導通状態にあるときは、電流はFET1、モータ20、FET3、抵抗R1を経て流れ、モータ20に正方向の電流が流れる。又、FET4が導通状態にあるときは、電流はFET2、モータ20、FET4、抵抗R2を経て流れ、モータ20に負方向の電流が流れる。従って、加算器30Bからの電流制御値EもPWM出力となっている。又、モータ電流検出回路38は抵抗R1の両端における電圧降下に基いて正方向電流の大きさを検出すると共に、抵抗R2の両端における電圧降下に基いて負方向の電流の大きさを検出する。モータ電流検出回路38で検出されたモータ電流検出値iは、減算器30Aに入力されてフィードバックされる。
【0007】
このような構成において、モータ20とコントロールユニット30との間において断線故障が発生した場合、又はFETやその駆動回路が故障した場合、モータ駆動回路37からモータ駆動信号を出力しているのにも拘わらずモータ20に電流が流れず、モータ20によるアシスト力が発生できなくなる。そのため、低速時や据え切り時に操舵が重く感じられるため、運転者に警報を表示して異常を知らせる必要がある。また、モータ電流検出回路38が故障した場合、モータ電流検出値iを検出することができないため、過大な電流をモータへ供給してアシスト過剰となり、操舵が不安定となってしまう。モータ線が地絡した場合はモータ電流検出回路38には電流がほとんど流れないため、フィードバック制御によって更にモータに電流を流そうとしてしまう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなモータ駆動系の故障を検出する場合、従来はモータ電流指令値とモータ電流検出値とを比較して、その差が所定値以上である場合に故障と判断していた。図10はその構成を図8に対応させて示すものであり、異常検出部39は、操舵補助指令値演算器32からの操舵補助指令値Iとモータ電流検出回路38からのモータ電流検出値iとを比較し、その差が所定値のスレツショルド以上となったときに異常信号ALを出力し、モータ駆動回路37によってモータ20の駆動を停止するようになっている。
【0009】
しかしながら、ハンドル戻り時や急操舵時にはモータ20に逆起電力が発生し、その電流によってモータ電流検出値iが正常時の値よりも小さくなってしまうことがある。このような場合、上記検出方法ではモータ駆動系の故障と誤検出してしまっていた。かかる誤検出を防止するために、従来は検出条件(検出時間、検出値)を調整していたが、逆に故障を確実に検出することができなくなってしまっていた。
【0010】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、モータ駆動系の故障を確実に検出してモータ駆動を停止させるようにした電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロールユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の制御装置に関するもので、本発明の上記目的は、前記モータ電流検出値が所定値以下で、モータ端子間電圧又はPWMのデューティ比の積算値が所定値以上の状態が所定時間続いた場合、モータ駆動系の故障と判断して前記モータの駆動を停止させることによって達成される。
【0012】
更には、前記モータ電流検出値が所定値以下で、前記コントロールユニットの積分器の出力が所定値以上の状態が所定時間続いた場合、モータ駆動系の故障と判断して前記モータの駆動を停止させることによって達成される。
【0013】
【発明の実施の形態】
パワーステアリング装置のモータに流れる電流値は、前述のようにモータ電流指令値及びとモータ電流検出値を基にしたフィードバック制御(たとえばPI制御)によって、一定に保つように制御されている。そして、たとえばモータとコントロールユニットとの間で断線故障した場合には、モータ電流指令値を与えているにも拘わらずモータ電流検出値がゼロであるため、モータ端子間電圧又はPWMのデューティ比が急激に増加して最大値に達する。従って、モータ端子間電圧又はPWMのデューティ比の値を積算する積算器の出力、或いはPI制御器の積分器の出力を監視するようにし、正常時に電流指令値より想定されるデューティ比の積算値と比較し、その差が大きい状態が所定時間継続した場合にモータ駆動系の異常と判断することができる。他の故障に関しても同様に、モータ電流が検出できないとき、つまりモータ電流検出値がゼロのときは、フィードバック制御によってモータ端子間電圧又はPWMデューティ比が急速に増加するのである、この状態を監視して所定時間継続した場合に故障と判断することができる。
【0014】
モータ端子間電圧又はデューティ比の積算値との比較は、電流指令値ではなく電流検出値で行うようにしても良い。また、バッテリ電圧が変動したとき又は温度変化によってモータ抵抗が変化したとき、モータ電流指令値に対するPWMのデューティ比が変化するため、検出値をバッテリ電圧又はモータ抵抗値によって補正する。これによって、モータ駆動系の異常をより確実に検出することが可能となる。
【0015】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【0016】
<実施例1:モータ及びコントロールユニット間の断線検出>
図1は、本実施例を図10に対応させて示す構成図であり、モータ駆動系異常検出手段300及び積算器301を設けている。モータ20及びコントロールユニット30間が断線した場合には、モータ20に電流が流れないため、モータ電流指令値Iに対してモータ電流検出値iはゼロとなる。モータ電流はフィードバック制御を行っているので、モータ電流検出値iがゼロになるとモータ端子間電圧Vm(又はPWMのデーュティ比)が急激に最大値となる。バッテリ電圧の変動を考慮したモータ端子間電圧Vm(又はPWMのデューティ)の値を積算器301を設けて積算する。図2は、モータ端子間電圧Vmを測定する結線関係を図9に対応させて示しており、所定電圧Vigに抵抗R3及びR4を介して接続されたモータ20の両端電圧Vm1及びVm2を得るようになっている。積算器301は予め決められた所定時間の間の入力値を積算し、最新の入力値と所定時間経過した入力値とを常に入れ替えて積算している。そして、モータ電流指令値Iに対してバッテリ電圧の変動を考慮したモータ端子間電圧Vmの積算値の正常の範囲を予め定めておき、その範囲を越えるようなモータ端子間電圧Vmの積算値が所定時間以上検出された場合に、モータ駆動系以上検出手段300はモータ20及びコントロールユニット30の間が断線したと判断して異常信号ALを出力する。これにより、モータ駆動回路37はモータ20の駆動を停止する。
【0017】
図3はモータ駆動系異常検出手段300の動作例を示しており、先ずモータ電流指令値Iを読込み(ステップS1)、図2で示すモータ20の両端からのモータ端子電圧Vm1及びVm2を読込む(ステップS2)。そして、下記数1に従ってモータ端子間電圧Vmを算出する。
【0018】
【数1】
Vm=|Vm1−Vm2|
次に、得られたモータ端子間電圧Vmを積算器301に入力し(ステップS4)、積算器301の積算出力αを読込み(ステップS5)、その後にモータ電流指令値Iに対する積算値の異常検出値αerrを読込む(ステップS6)。
【0019】
モータ駆動系異常検出手段300は異常検出値αerrを読込むと、積算器301からの積算出力αと下記数2の比較を行う(ステップS10)。
【0020】
【数2】
α≧αerr
数2が成立しない場合は正常であるので上記ステップS1にリターンし、上記数2が成立する場合は更に所定時間(たとえば数100ミリ秒)経過したか否かを判定する(ステップS11)。所定時間を経過しない場合は上記ステップS1にリターンして、上記動作を繰り返す。所定時間が経過するとモータ駆動系が故障であると判定し(ステップS12)、異常信号ALをモータ駆動回路37に入力してモータ20の駆動を停止する(ステップS13)。
【0021】
<実施例2:モータ地絡の検出>
図4は、本実施例を図10に対応させて示す構成図であり、モータ電流指令値I及び積分演算器36の出力を入力信号とするモータ駆動系異常検出手段310を設けている。モータ線がモータコールド側に地絡した場合、短絡部分によってモータ20に電流が流れるためモータ電流指令値Iに対してモータ電流検出値iがゼロとなる。モータ電流はフィードバック制御を行っているので、積分演算器36の出力が急激に増加して最大値となる。従って、モータ電流指令値Iに対して、積分演算器36の出力の正常範囲を予め定めておき、その範囲を越えるような積分器の出力が所定時間以上検出された場合に、モータ駆動系異常検出手段300はモータ線が地絡したと判断して異常信号ALを出力する。これにより、モータ駆動回路37はモータ20の駆動を停止する。
【0022】
<実施例3:モータ及びコントロールユニット間の断線検出>
図5は、本実施例を図10に対応させて示す構成図であり、積分演算器36の出力及びモータ電流検出値iを入力信号とするモータ駆動系異常検出手段320を設けている。
【0023】
例えば図6に示すように、モータ電流指令値Iがステップ状に入力されるとモータ電流検出値iは徐々に大きくなり、電流フィードバックにより最終的にモータ電流指令値Iに等しくなるように動作する。この電流ループ内の積分演算器36には過渡時のモータ電流指令値Iとモータ電流検出値iとの偏差に比例した量が蓄積され、定常状態では偏差はゼロとなるので、積分器出力は一定値を保持する。そして、モータ20及びコントロールユニット30間での断線、或いはモータ電流検出回路38の故障が発生するとモータ電流検出値iはゼロとなり、モータ電流指令値Iとモータ電流検出値iとの偏差は時間が経過しても修正されず、偏差自体も大きいので、積分演算器36の蓄積量は時間経過と共に急激に増加し、積分演算器36は短時間で飽和してしまう。従って、モータ電流検出値iに対して、積分演算器36の出力の正常範囲を予め定めておき、その範囲を越えるような積分演算器36の出力が所定時間以上検出された場合に、モータ駆動系異常検出手段320はモータ20及びコントロールユニット30の間が断線したと判断して異常信号ALを出力する。これにより、モータ駆動回路37はモータ20の駆動を停止する。
【0024】
【発明の効果】
以上のように本発明の電動パワーステアリング装置の制御装置によれば、モータ及びコントロールユニット間の断線検出、モータ地絡の検出を行なっているので、モータ駆動系の故障を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示すブロック構成図である。
【図2】モータ端子間電圧の測定系を示す結線図である。
【図3】第1実施例の動作例を示す異常検出フローチャートである。
【図4】本発明の第2実施例を示すブロック構成図である。
【図5】本発明の第3実施例を示すブロック構成図である。
【図6】本発明の第3実施例の動作例を示す特性図である。
【図7】電動パワーステアリング装置の一例を示すブロック図である。
【図8】コントロールユニットの一般的な内部構成を示すブロック図である。
【図9】モータ駆動回路の一例を示す結線図である。
【図10】従来の装置例を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
1 操向ハンドル
5 ピニオンラック機構
10 トルクセンサ
12 車速センサ
20 モータ
30 コントロールユニット
31 位相補償器
37 モータ駆動回路
38 モータ電流検出回路
39 異常検出部
300,310,320 モータ駆動系異常検出手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device of an electric power steering device that applies a steering assisting force by a motor to a steering system of an automobile or a vehicle, and particularly to reliably detect a failure of the motor drive system and stop driving the motor. To a control device for an electric power steering device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An electric power steering device that urges a steering device of an automobile or a vehicle with an auxiliary load by a rotating force of a motor applies an auxiliary load to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt through a reduction gear. It is designed to be energized.
[0003]
FIG. 7 shows a configuration of a general electric power steering device. A shaft 2 of a steering handle 1 is connected to a tie rod 6 of a steered wheel via a reduction gear 3, universal joints 4a and 4b, and a pinion rack mechanism 5. ing. The shaft 2 is provided with a torque sensor 10 for detecting a steering torque of the steering wheel 1. A motor 20 for assisting the steering force of the steering wheel 1 is coupled to the shaft 2 via a clutch 21 and a reduction gear 3. Have been. Power is supplied from a battery 14 to a control unit 30 that controls the power steering device via an ignition key 11. The control unit 30 controls the steering torque T detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12. , The steering assist command value I of the assist command is calculated, and the current supplied to the motor 20 is controlled based on the calculated steering assist command value I. The clutch 21 is ON / OFF controlled by the control unit 30, and is ON (coupled) in a normal operation state. The clutch 21 is turned off (disengaged) when the control unit 30 determines that the power steering device is out of order and when the power of the battery 14 is turned off by the ignition key 11.
[0004]
Although the control unit 30 is mainly composed of a CPU, a general function executed by a program inside the CPU is as shown in FIG. For example, the phase compensator 31 does not indicate a phase compensator as independent hardware, but indicates a phase compensation function executed by the CPU. Incidentally, the control unit 30 may not be constituted by the CPU, but each functional element may be constituted by independent hardware.
[0005]
Here, general functions and operations of the control unit 30 will be described. The steering torque T detected and input by the torque sensor 10 is phase-compensated by a phase compensator 31 in order to enhance the stability of the steering system, and the phase-compensated steering torque TA is input to a steering assist command value calculator 32. Is done. The vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12 is also input to the steering assist command value calculator 32. The steering assist command value calculator 32 determines a steering assist command value I that is a control target value of the current supplied to the motor 20 based on the input steering torque TA and the vehicle speed V. Is provided with a memory 33. The memory 33 stores a steering assist command value I corresponding to the steering torque using the vehicle speed V as a parameter, and is used for calculating the steering assist command value I by the steering assist command value calculator 32. The steering assist command value (motor current command value) I is input to a subtractor 30A, and is also input to a feedforward differential compensator 34 for increasing the response speed, and the deviation (I-i) of the subtractor 30A is The proportional output is input to the proportional calculator 35, and the proportional output is input to the adder 30B and also to the integration calculator 36 for improving the characteristics of the feedback system. The outputs of the differential compensator 34 and the integration compensator 36 are also added to the adder 30B, and the current control value E, which is the result of the addition in the adder 30B, is input to the motor drive circuit 37 as a motor drive signal. The motor current detection value i of the motor 20 is detected by the motor current detection circuit 38, and the motor current detection value i is input to the subtractor 30A and fed back.
[0006]
An example of the configuration of the motor drive circuit 37 will be described with reference to FIG. 9. The motor drive circuit 37 drives the respective gates of the field effect transistors (FETs) FET1 to FET4 based on the current control value E from the adder 30B. It comprises a drive circuit 371, an H bridge circuit composed of FET1 to FET4, a boost power supply 372 for driving the high side of FET1 and FET2, and the like. FET1 and FET2 are turned on / off by a PWM (pulse width modulation) signal having a duty ratio D1 determined based on the current control value E, and the magnitude of the current Ir actually flowing to the motor is controlled. The FET 3 and the FET 4 are driven by a PWM signal having a duty ratio D2 defined by a predetermined linear function (D2 = a · D1 + b, where a and b are constants) in a region where the duty ratio D1 is small, and a region where the duty ratio D1 is large. Is turned on / off according to the rotation direction of the motor determined by the sign of the PWM signal. For example, when the FET 3 is in a conductive state, a current flows through the FET 1, the motor 20, the FET 3, and the resistor R1, and a positive current flows through the motor 20. When the FET 4 is in the conductive state, the current flows through the FET 2, the motor 20, the FET 4, and the resistor R2, and a negative current flows through the motor 20. Therefore, the current control value E from the adder 30B is also a PWM output. Further, the motor current detection circuit 38 detects the magnitude of the forward current based on the voltage drop across the resistor R1, and detects the magnitude of the negative current based on the voltage drop across the resistor R2. The motor current detection value i detected by the motor current detection circuit 38 is input to the subtractor 30A and fed back.
[0007]
In such a configuration, when a disconnection failure occurs between the motor 20 and the control unit 30 or when the FET or its drive circuit fails, the motor drive signal is output from the motor drive circuit 37. Regardless, no current flows through the motor 20, and the assist force by the motor 20 cannot be generated. For this reason, the steering feels heavy at low speeds or when the vehicle is stationary, and it is necessary to notify the driver of the abnormality by displaying a warning. Further, if the motor current detection circuit 38 fails, the motor current detection value i cannot be detected, so that an excessive current is supplied to the motor, the assist becomes excessive, and the steering becomes unstable. When the motor line is grounded, almost no current flows through the motor current detection circuit 38, so that the current is further attempted to flow to the motor by feedback control.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, when detecting a failure in the motor drive system as described above, a motor current command value and a detected motor current value are compared, and if the difference is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the failure has occurred. FIG. 10 shows the configuration in correspondence with FIG. 8. The abnormality detection unit 39 includes a steering assist command value I from the steering assist command value calculator 32 and a motor current detection value i from the motor current detection circuit 38. When the difference is equal to or greater than a predetermined threshold, an abnormal signal AL is output, and the motor drive circuit 37 stops driving the motor 20.
[0009]
However, a counter electromotive force is generated in the motor 20 when the steering wheel is returned or when the steering wheel is suddenly steered, and the current may cause the motor current detection value i to become smaller than the normal value. In such a case, the above detection method has erroneously detected a failure in the motor drive system. Conventionally, detection conditions (detection time, detection value) have been adjusted to prevent such erroneous detection, but conversely, failures cannot be reliably detected.
[0010]
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide a control device for an electric power steering device that reliably detects a failure in a motor drive system and stops the motor drive. It is in.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a torque sensor that detects a steering torque of a steering wheel, a motor that applies an auxiliary load to a steering shaft that is provided integrally with the steering wheel, and a control that drives the motor according to the magnitude of the steering torque. relates controller of an electric power steering apparatus having a unit, the object of the present invention, the motor current detection value is below a predetermined value, the integrated value of the motor terminal voltage or PWM duty ratio is larger than a predetermined value Is continued for a predetermined time, this is achieved by determining that the motor drive system has failed and stopping the drive of the motor.
[0012]
Further, when the motor current detection value is equal to or less than a predetermined value and the output of the integrator of the control unit is equal to or more than a predetermined value for a predetermined time, it is determined that the motor driving system has failed and the driving of the motor is stopped. Is achieved by letting
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The value of the current flowing through the motor of the power steering device is controlled to be constant by feedback control (for example, PI control) based on the motor current command value and the detected motor current value as described above. Then, for example, when a disconnection fault occurs between the motor and the control unit, the motor current detection value is zero despite the application of the motor current command value. It increases sharply and reaches a maximum. Therefore, the output of the integrator that integrates the motor terminal voltage or the value of the PWM duty ratio, or the output of the integrator of the PI controller is monitored, and the integrated value of the duty ratio assumed from the current command value in a normal state is monitored. If the state in which the difference is large continues for a predetermined time, it can be determined that the motor drive system is abnormal. Similarly, when the motor current cannot be detected for other faults, that is, when the detected motor current value is zero, the voltage between the motor terminals or the PWM duty ratio is rapidly increased by the feedback control. In this case, it can be determined that a failure has occurred when the predetermined time has elapsed.
[0014]
The comparison between the motor terminal voltage and the integrated value of the duty ratio may be performed based on the current detection value instead of the current command value. Further, when the battery voltage fluctuates or the motor resistance changes due to temperature change, the duty ratio of the PWM to the motor current command value changes. Therefore, the detected value is corrected by the battery voltage or the motor resistance value. This makes it possible to more reliably detect an abnormality in the motor drive system.
[0015]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
<Example 1: Detection of disconnection between motor and control unit>
FIG. 1 is a block diagram showing the present embodiment corresponding to FIG. 10, in which a motor drive system abnormality detecting means 300 and an integrator 301 are provided. When the connection between the motor 20 and the control unit 30 is broken, no current flows through the motor 20, so that the motor current detection value i becomes zero with respect to the motor current command value I. Since feedback control is performed on the motor current, when the detected motor current value i becomes zero, the motor terminal voltage Vm (or the PWM duty ratio) suddenly reaches a maximum value. The value of the motor terminal voltage Vm (or the PWM duty) in consideration of the fluctuation of the battery voltage is integrated by providing the integrator 301. FIG. 2 shows a connection relation for measuring the motor terminal voltage Vm in correspondence with FIG. 9, so that voltages Vm1 and Vm2 across the motor 20 connected to a predetermined voltage Vig via the resistors R3 and R4 are obtained. It has become. The integrator 301 integrates the input values during a predetermined time, and always replaces the latest input value with the input value after the predetermined time has elapsed. Then, a normal range of the integrated value of the motor terminal voltage Vm in consideration of the variation of the battery voltage with respect to the motor current command value I is determined in advance, and the integrated value of the motor terminal voltage Vm exceeding the range is determined. If it is detected for a predetermined time or more, the motor drive system or more detection means 300 determines that the connection between the motor 20 and the control unit 30 has been disconnected, and outputs an abnormal signal AL. Thus, the motor drive circuit 37 stops driving the motor 20.
[0017]
FIG. 3 shows an operation example of the motor drive system abnormality detecting means 300. First, the motor current command value I is read (step S1), and the motor terminal voltages Vm1 and Vm2 from both ends of the motor 20 shown in FIG. (Step S2). Then, the motor terminal voltage Vm is calculated according to the following equation (1).
[0018]
(Equation 1)
Vm = | Vm1-Vm2 |
Next, the obtained motor terminal voltage Vm is input to the integrator 301 (step S4), the integrated output α of the integrator 301 is read (step S5), and thereafter, abnormality detection of the integrated value with respect to the motor current command value I is performed. The value α err is read (step S6).
[0019]
Upon reading the abnormality detection value α err , the motor drive system abnormality detection means 300 compares the integrated output α from the integrator 301 with the following equation 2 (step S10).
[0020]
(Equation 2)
α ≧ α err
If the formula 2 is not satisfied, the process is normal because it is normal, and the process returns to the step S1. If the formula 2 is satisfied, it is determined whether or not a predetermined time (for example, several hundred milliseconds) has elapsed (step S11). If the predetermined time has not elapsed, the process returns to step S1 to repeat the above operation. When the predetermined time has elapsed, it is determined that the motor drive system is out of order (step S12), and an abnormal signal AL is input to the motor drive circuit 37 to stop driving the motor 20 (step S13).
[0021]
<Example 2: Detection of motor ground fault>
FIG. 4 is a block diagram showing the present embodiment corresponding to FIG. 10, and includes a motor drive system abnormality detecting means 310 that uses the motor current command value I and the output of the integration calculator 36 as input signals. When the motor wire is grounded on the motor cold side, a current flows through the motor 20 due to the short-circuit portion, so that the motor current detection value i becomes zero with respect to the motor current command value I. Since feedback control is performed on the motor current, the output of the integration calculator 36 rapidly increases and reaches a maximum value. Therefore, a normal range of the output of the integration calculator 36 is predetermined for the motor current command value I, and when an output of the integrator exceeding the range is detected for a predetermined time or more, the motor drive system abnormality is detected. The detecting means 300 outputs an abnormal signal AL upon judging that the motor line is grounded. Thus, the motor drive circuit 37 stops driving the motor 20.
[0022]
<Embodiment 3: Detection of disconnection between motor and control unit>
FIG. 5 is a block diagram showing the present embodiment corresponding to FIG. 10, and is provided with a motor drive system abnormality detecting means 320 that uses the output of the integration calculator 36 and the motor current detection value i as input signals.
[0023]
For example, as shown in FIG. 6, when the motor current command value I is inputted in a step-like manner, the motor current detection value i gradually increases, and the current feedback is performed so that the motor current detection value i finally becomes equal to the motor current command value I. . An amount proportional to the deviation between the motor current command value I during transient and the motor current detection value i is accumulated in the integration calculator 36 in this current loop, and since the deviation is zero in a steady state, the integrator output is Keep a constant value. When a disconnection occurs between the motor 20 and the control unit 30 or when a failure occurs in the motor current detection circuit 38, the motor current detection value i becomes zero, and the deviation between the motor current command value I and the motor current detection value i becomes longer. Since the deviation itself is large even after the lapse of time, and the deviation itself is large, the accumulation amount of the integral computing unit 36 rapidly increases with time, and the integral computing unit 36 is saturated in a short time. Therefore, a normal range of the output of the integration calculator 36 is determined in advance for the motor current detection value i, and when an output of the integration calculator 36 exceeding the range is detected for a predetermined time or more, the motor drive is stopped. The system abnormality detecting means 320 outputs an abnormality signal AL upon determining that the connection between the motor 20 and the control unit 30 has been disconnected. Thus, the motor drive circuit 37 stops driving the motor 20.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the control device for the electric power steering device of the present invention, since the disconnection between the motor and the control unit is detected and the motor ground fault is detected, the failure of the motor drive system can be reliably detected. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a connection diagram illustrating a measurement system of a voltage between motor terminals.
FIG. 3 is an abnormality detection flowchart showing an operation example of the first embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing an operation example of the third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of an electric power steering device.
FIG. 8 is a block diagram showing a general internal configuration of a control unit.
FIG. 9 is a connection diagram illustrating an example of a motor drive circuit.
FIG. 10 is a block diagram showing an example of a conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 steering handle 5 pinion rack mechanism 10 torque sensor 12 vehicle speed sensor 20 motor 30 control unit 31 phase compensator 37 motor drive circuit 38 motor current detection circuit 39 abnormality detection units 300, 310, 320 motor drive system abnormality detection means

Claims (2)

ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロールユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記モータ電流検出値が所定値以下で、モータ端子間電圧又はPWMのデューティ比の積算値が所定値以上の状態が所定時間続いた場合、モータ駆動系の故障と判断して前記モータの駆動を停止させるようになっていることを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。A torque sensor for detecting a steering torque of a steering wheel, a motor for urging an auxiliary load on a steering shaft provided integrally with the steering wheel, and a control unit for driving the motor according to the magnitude of the steering torque. In the control device of the electric power steering device, when the motor current detection value is equal to or less than a predetermined value and the state in which the integrated value of the motor terminal voltage or the PWM duty ratio is equal to or more than a predetermined value continues for a predetermined time, the motor driving system A control device for an electric power steering device, wherein the control unit determines that a failure has occurred and stops driving the motor. ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロールユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記モータ電流検出値が所定値以下で、前記コントロールユニットの積分器の出力が所定値以上の状態が所定時間続いた場合、モータ駆動系の故障と判断して前記モータの駆動を停止させることを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。A torque sensor for detecting a steering torque of a steering wheel, a motor for urging an auxiliary load on a steering shaft provided integrally with the steering wheel, and a control unit for driving the motor according to the magnitude of the steering torque. In the control device of the electric power steering apparatus, when the motor current detection value is equal to or less than a predetermined value and the output of the integrator of the control unit is equal to or more than a predetermined value for a predetermined time, it is determined that the motor drive system has failed. A control device for the electric power steering device, wherein the driving of the motor is stopped.
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